CURVE MOTORE: teoria e pratica

[jnfarin]

Ciao ragazzi,
apro questa discussione in modo da raccogliere quante più indicazioni possibili sia per i principianti dell'eli a propulsione elettrica (nel caso specifico io) che per gli esperti che comunque non hanno ben chiara la teoria/tecnica in merito.
Apro io descrivendo, vista la discreta esperienza in campo aereo ed elimodellistico ma con motori glow e benzina, quelli che ritengo gli assiomi del significato di una THROTTLE CURVE, voi seguitemi senza andare OT per quanto concerne il MONDO degli ELI elettrici,ok?

Per curva motore si intende l'insieme di informazioni che impostiamo sul menù dedicato della radio per legare la posizione dello stick del gas con la "risposta" del propulsore.

Parlando di motori a combustione interna, la curva del gas si identifica con una determinata apertura della valvola del carburatore ad una determinata posizione dello stick del gas.

Esempio d'impostazione:

leva gas tutta in basso ---> punto 1 della curva = 0% ----> valvola carburatore al minimo dell'apertura

leva gas al 25% d'escursione---> punto 2 della curva = 30% ---> valvola aperta di 1/3

leva gas a metà (50%) ----> punto 3 della curva = 40%------> valvola aperta un pò meno di metà

leva gas al 75% d'escursione----> punto 4 della curva = 85%------> valvola quasi tutta aperta

leva gas tutta in alto(100%) ----> punto 5 della curva = 100%------> valvola tutta aperta


Ora, il significato delle percentuali impostate sui vari punti è chiaro per un motore a scoppio (valore di apertura della valvola) e può variare in base a molteplici parametri e condizioni di volo.

Come si traduce questa apertura del carburatore ha a che fare con la quantità di miscela bruciata dal motore e quindi dalla potenza che riuscirà a fornire per mantenere in rotazione a giri costanti il rotore/ruotino in funzione della curva dei PASSI.


Ora passo la palla a voi esperti per spiegare il corrispettivo significato per gli elicotteri elettrici (tralasciamo il discorso della funzione governor, rimaniamo sulle basi), grazie!

Ciao

[greg89]

guarda.. nel 50% delle discussioni sugli elicotteri si arriva a parlare e consigliare sulla curva motore/passo, in basse alle esigenze..
se ne parla un pò ovunque..
i nuovi regolatori, i nuovi motori, cambi di pignone, cambi di batterie, carburazione, tipo di volo, reattività del modello ecc..
non c'è una guida, bisogna capire come funziona e poi in base ad un bel pò di esigenze si fa una curva..


http://www.baronerosso.it/forum/elim...e-e-passo.html

http://www.baronerosso.it/forum/elim...ore-passo.html

http://www.baronerosso.it/forum/elim...va-motore.html

[edubu]

Originalmente inviato da greg89

bisogna capire come funziona e poi in base ad un bel pò di esigenze si fa una curva..

quoto !

[bladebuster]

Originalmente inviato da jnfarin

Ciao ragazzi,
apro questa discussione in modo da raccogliere quante più indicazioni possibili sia per i principianti dell'eli a propulsione elettrica (nel caso specifico io) che per gli esperti che comunque non hanno ben chiara la teoria/tecnica in merito.
Apro io descrivendo, vista la discreta esperienza in campo aereo ed elimodellistico ma con motori glow e benzina, quelli che ritengo gli assiomi del significato di una THROTTLE CURVE, voi seguitemi senza andare OT per quanto concerne il MONDO degli ELI elettrici,ok?

Per curva motore si intende l'insieme di informazioni che impostiamo sul menù dedicato della radio per legare la posizione dello stick del gas con la "risposta" del propulsore.

Parlando di motori a combustione interna, la curva del gas si identifica con una determinata apertura della valvola del carburatore ad una determinata posizione dello stick del gas.

Esempio d'impostazione:

leva gas tutta in basso ---> punto 1 della curva = 0% ----> valvola carburatore al minimo dell'apertura

leva gas al 25% d'escursione---> punto 2 della curva = 30% ---> valvola aperta di 1/3

leva gas a metà (50%) ----> punto 3 della curva = 40%------> valvola aperta un pò meno di metà

leva gas al 75% d'escursione----> punto 4 della curva = 85%------> valvola quasi tutta aperta

leva gas tutta in alto(100%) ----> punto 5 della curva = 100%------> valvola tutta aperta


Ora, il significato delle percentuali impostate sui vari punti è chiaro per un motore a scoppio (valore di apertura della valvola) e può variare in base a molteplici parametri e condizioni di volo.

Come si traduce questa apertura del carburatore ha a che fare con la quantità di miscela bruciata dal motore e quindi dalla potenza che riuscirà a fornire per mantenere in rotazione a giri costanti il rotore/ruotino in funzione della curva dei PASSI.


Ora passo la palla a voi esperti per spiegare il corrispettivo significato per gli elicotteri elettrici (tralasciamo il discorso della funzione governor, rimaniamo sulle basi), grazie!

Ciao

Ci provo, in maniera volutamente semplificata:
considera l'uso di un motore elettrico brushless: questo è un'evoluzione del vecchio motore brushed in corrente continua.

di fatto per farlo funzionare bisogna alimentare "circolarmente" gli avvolgimenti, facendo elettronicamente quello che avrebbe fatto il sistema collettore/spazzole di un CC tradizionale, cioè alimentare a turno i/gli avvolgimenti (in caso di più poli) in modo da attrarre/respingere i magneti solidali con il rotore (spesso la campana esterna).

Il compito di questo continuo switching è affidato all'ESC, che "tagliuzza" (cioè apre-chiude) la corrente fornita dalla Lipo (in corrente continua), e la instrada sugli avvolgimenti giusti, istante per istante: la regolazione avviene da parte dell'ESC regolando la durata del tempo in cui la corrente viene lasciata fluire nel circuito: più è ampia questa durata (rispetto al periodo del ciclo), maggiore è il tempo in cui la corrente circola ("efficace"), maggiore è quindi la forza sugli avvolgimenti, e maggiore sarà la coppia fornita all'albero.

Per capire: se giocassi con l'interruttore della luce accendendo e spegnendo rapidamente, maggiore è il tempo in cui sta acceso rispetto a quello in cui sta spento, e maggiore sarà la luce!

Come quindi intuisci, a seconda del dimensionamento e della qualità dei componenti elettronici deputati a questo lavorio (si tagliuzzano correnti parenti dei 50-100 amps...) l'ESC si comporterà in modo più o meno lineare (rispetto al segnale di manetta), e dissiperà più o meno (contribuendo all'efficienza ed alle prestazioni).

Per finire, poichè l'ESC lavora meglio (dissipa meno) verso la parte alta della regolazione (dove gli interruttori sono quasi sempre chiusi), come pure è vero che in certe manovre "estreme" un heli ciuccia diverse volte la corrente richiesta per stare in hovering, bisogna dimensionare l'intera catena di potenza (caratt lipo, ESC, motore) in maniera ragionata e aderente al modello (trasmissione, meccanica, pale) ed al tipo di guida/prestazione attesa. In pratica, scegliere Lipo, ESC, motore in maniera coerente: non ha senso sovradimensionare l'ESC, poichè lo faremmo lavorare sempre in basso, o scegliere lipo insufficienti: non sarano capaci di dare tutta la corrente che il motore chiama e che l'esc può gestire.

Non è immediato fare la scelta giusta, anche in funzione della qualità dei componenti (le lipo non danno mai quello che viene dichiarato etc). Se fosse cosi facile, non staremmo qui in tanti a scambiarci opinioni

Per quanto mi riguarda (e sono lungi dall'avere esperienza o avere un modello equilibrato), uso Lipo da 3000 mAh/30 C-40C peack, che mi danno nominalmente 90-120 amps, con uno scorpion 1400 Kv capace di ciucciarla, ESC HobbyWink 80A (100A peak) platinum su un GAUI 425, che, secondo i miei calcoli (presto arriverà la telemetria e vedremo....), in hovering chiede 17-20 amps, e in volo sport arriva sui 50-70 (punch estremo 90). Molto lineare e preciso. Finora l'ESC non ha mai staccato...

A voi!

[jnfarin]

Ti ringrazio Greg per la partecipazione, ma, non volermene , non volgio sembrare un professore, ma di set-up agli elicotteri, carburazioni e curve ne ho fatti molti.
Ho iniziato a usare balsa e colla nell' 87, a 12 anni e da allora aerei ed elicotteri hanno fatto parte quasi quotidianamente dei miei pensieri.
Ho imparato da veri modellisti ed ho avuto, tra le altre cose, il piacere di insegnare a ragazzini ed adulti, ma soprattutto di condividere questo meraviglioso hobby con amici che hanno grandi competenze a tutto campo, dalla costruzione alla messa a punto senza trascurare l'invenzione e la progettazione.
La mia richiesta era un pò più "tecnica", io purtroppo ho il brutto vizio di voler trovare un metodo per affrontare qualsiasi aspetto, quantomeno fisico.
Preferisco affidare alla fisica la spiegazione dei fenomeni, per quanto complessi siano....e fino ad oggi, parlando in particoalre di modellismo, ho sempre adottato con successo questo approccio.
Ti ringrazio Greg per i link che hai postato, non fà mai male conoscere il punto di vista degli altri modellisti su questioni che però sono già assodate per chi legge...per fortuna!

Bene Blade !
Hai centrato il discorso, anche se riformulerò meglio la mia richiesta in conclusione.
Mi hai raccontato un pò quello che avevo capito ma di cui volevo appunto avere conferma da chi ha a che fare con le motorizzazioni elettriche.

Io ero convinto, senza essermi documentato a priori, che il valore percentuale che andiamo ad impostare nella curva del throttle fosse proporzionali alla tensione "media" (in quanto come hai anche ricordato tu il brushless viene alimentato con una corrente distribuita nel tempo sulle varie "fasi").
Ad esempio, ero convinto che 50% fosse il valore della tensione media di alimentazione del brushless corrispondente alla metà della tensione massima presente ai capi della LiPo di alimentazione.
Tu mi dici che la tensione utilizzata dall'esc per regolare il motore è sempre quella massima disponibile dalla batteria ma varia la durata dell'alimentazione grazie alla modalità "switching" che utilizza l'ESC per la regolazione del brushless, ottenendo come risultato maggiore o minore coppia e potenza.
Se non sbaglio allora è prioprio il PWM (Impulso modulato in Larghezza) quello che andiamo a variare con le percentuali impostati sulla curva, giusto?
Quindi, macroscopicamente devo rettificare, se parliamo di PWM, allora, per i profani come me, tutto si traduce in una tensione "media" che varia in funzione del segnale prodotto dalla RX in base alle percentuali impostate su curva Throttle.

Possiamo quindi concludere che la % che impostiamo su ogni punto della curva del motore sia in modo approssimativo assimilabile alla "tensione media" che forniamo al motore brushless? Questo si traduce in rpm disponibile (Kv x tensione)?
%=giri?

Ciao, aspetto nuove opinioni da voi che avete più esperienza in merito, grazie.

Diego

[edubu]

@ jnfarin:
dico solo una mia semplificata (data piu' dalla pratica che dalla teoria ) ...se,magari,nella sua "banalita'", puo' tornarti utile

i brushless dei motori degli eli e' come se avessero una coppia molto in alto(tipo dal 80/85 % in su')... un pochino come i motori a scoppio a 2 tempi .

Spesso ,quindi ,porta ad usare "di piu'" la curva del passo che quella del motore ,lasciando ,volutamente, valori molto alti e "costanti" di thr vicini (o superiori)a quelli di questi valori detti (85% circa) e facendo lavorare "bene" il brushless modificando solo il passo .

[bladebuster]

Originalmente inviato da jnfarin

Ti ringrazio Greg per la partecipazione, ma, non volermene , non volgio sembrare un professore, ma di set-up agli elicotteri, carburazioni e curve ne ho fatti molti.
Ho iniziato a usare balsa e colla nell' 87, a 12 anni e da allora aerei ed elicotteri hanno fatto parte quasi quotidianamente dei miei pensieri.
Ho imparato da veri modellisti ed ho avuto, tra le altre cose, il piacere di insegnare a ragazzini ed adulti, ma soprattutto di condividere questo meraviglioso hobby con amici che hanno grandi competenze a tutto campo, dalla costruzione alla messa a punto senza trascurare l'invenzione e la progettazione.
La mia richiesta era un pò più "tecnica", io purtroppo ho il brutto vizio di voler trovare un metodo per affrontare qualsiasi aspetto, quantomeno fisico.
Preferisco affidare alla fisica la spiegazione dei fenomeni, per quanto complessi siano....e fino ad oggi, parlando in particoalre di modellismo, ho sempre adottato con successo questo approccio.
Ti ringrazio Greg per i link che hai postato, non fà mai male conoscere il punto di vista degli altri modellisti su questioni che però sono già assodate per chi legge...per fortuna!

Bene Blade !
Hai centrato il discorso, anche se riformulerò meglio la mia richiesta in conclusione.
Mi hai raccontato un pò quello che avevo capito ma di cui volevo appunto avere conferma da chi ha a che fare con le motorizzazioni elettriche.

Io ero convinto, senza essermi documentato a priori, che il valore percentuale che andiamo ad impostare nella curva del throttle fosse proporzionali alla tensione "media" (in quanto come hai anche ricordato tu il brushless viene alimentato con una corrente distribuita nel tempo sulle varie "fasi").
Ad esempio, ero convinto che 50% fosse il valore della tensione media di alimentazione del brushless corrispondente alla metà della tensione massima presente ai capi della LiPo di alimentazione.
Tu mi dici che la tensione utilizzata dall'esc per regolare il motore è sempre quella massima disponibile dalla batteria ma varia la durata dell'alimentazione grazie alla modalità "switching" che utilizza l'ESC per la regolazione del brushless, ottenendo come risultato maggiore o minore coppia e potenza.
Se non sbaglio allora è prioprio il PWM (Impulso modulato in Larghezza) quello che andiamo a variare con le percentuali impostati sulla curva, giusto?
Quindi, macroscopicamente devo rettificare, se parliamo di PWM, allora, per i profani come me, tutto si traduce in una tensione "media" che varia in funzione del segnale prodotto dalla RX in base alle percentuali impostate su curva Throttle.

Possiamo quindi concludere che la % che impostiamo su ogni punto della curva del motore sia in modo approssimativo assimilabile alla "tensione media" che forniamo al motore brushless? Questo si traduce in rpm disponibile (Kv x tensione)?
%=giri?

Ciao, aspetto nuove opinioni da voi che avete più esperienza in merito, grazie.

Diego

Diego,
pur non essendone certo, nelle mie "simulazioni" assumo che i giri del motore siano proporzionali al punto selezionato di curva di throttle; qundi se avessi una curva che al 50% di sticj mi da il 65% di throttle, ipotizzo che i giri del motore siano il 65% di quelli teorici (V lipo x kV); non ho ancora la telemetria, ma ad occhio e croce funziona, almeno per impostare a casa le curve di partenza. Poi al campo la sensibilità aiuta a fare il resto

Ho sviluppato un semplice simulatore basato sulle formule che governano i brushless, ma finchè non avrò il conforto dei dati misurati, rimane una pura illazione (anche se mi aiuta a progettare le curve di T&P controllando giri e corrente).

Ma visto che vLogger è in viaggio dalla UK, credo che, beltempo permettendo, tornerò sull'argomento con dati un pelino più scientifici tra breve!

ciao,
Luca

[jnfarin]

Grazie a tutti,
grazie Ebubu..ci mancherebbe ancora che le vostre siano affermazioni banali, se scrivo è per condividere ma sopratutto per imparare visto che di eli elettrici sò poco (poi è una scala di valutazione personale, penso di non aver mai abbastanza conoscenza per definirmi "esperto" in qualsiasi cosa mi interessi realmente)
Come dici tu e come mi pare di aver capito, l'efficenza dei brushless è massima quando lavorano "ad alti regimi" (lo sò...è un'affermazione un pò da principiante ma mi riprometto di studiare, comunque rende l'idea) ma c'è da dire anche una cosa: i valori % hanno significato relativo. Spesso e volentieri nelle "curve di funzionamento dei regolatori" si leggono valori ad esempio di 3000rpm del rotore (valore ricalcolato in base a rapporto di trasmissione, n° poli motore, kv.....) ad un valore della curva di ad esempio 80% e poi 2500 rpm ad un valore di, ad esempio 75%. Beh, insomma, i valori percentuali da impostare nella curva throttle sono un pò "compressi" rischiando di avere poca risoluzione nella scelta dei valori, no?
Luca, vedo con piacere che stai provando a ricavare un "metodo" per gestire le curve. Quando avrai dati che supportano il tuo modello sarebbe bello che ce lo commentassi.
Ciao a tutti, grazie ragazzi.

Diego

[bladebuster]

Originalmente inviato da jnfarin

Grazie a tutti,
grazie Ebubu..ci mancherebbe ancora che le vostre siano affermazioni banali, se scrivo è per condividere ma sopratutto per imparare visto che di eli elettrici sò poco (poi è una scala di valutazione personale, penso di non aver mai abbastanza conoscenza per definirmi "esperto" in qualsiasi cosa mi interessi realmente)
Come dici tu e come mi pare di aver capito, l'efficenza dei brushless è massima quando lavorano "ad alti regimi" (lo sò...è un'affermazione un pò da principiante ma mi riprometto di studiare, comunque rende l'idea) ma c'è da dire anche una cosa: i valori % hanno significato relativo. Spesso e volentieri nelle "curve di funzionamento dei regolatori" si leggono valori ad esempio di 3000rpm del rotore (valore ricalcolato in base a rapporto di trasmissione, n° poli motore, kv.....) ad un valore della curva di ad esempio 80% e poi 2500 rpm ad un valore di, ad esempio 75%. Beh, insomma, i valori percentuali da impostare nella curva throttle sono un pò "compressi" rischiando di avere poca risoluzione nella scelta dei valori, no?
Luca, vedo con piacere che stai provando a ricavare un "metodo" per gestire le curve. Quando avrai dati che supportano il tuo modello sarebbe bello che ce lo commentassi.
Ciao a tutti, grazie ragazzi.

Diego

Se arrivo a qualche conclusione solida e sensata, con molto piacere

[bladebuster]

Originalmente inviato da bladebuster

Se arrivo a qualche conclusione solida e sensata, con molto piacere

Tanto per aumentare la suspense, un rapido aggiornamento.
ho ricevuto il datalogger, e l'allineamento dei dati tra modello matematico e dati di campo, in condizioni "di riferimento" (hovering o pitch pump), è più che buono, tanto da lasciarmi credere che non si sia lontani da uno strumento condivisibile. Il simulatore come è oggi è ben poco presentabile, ci devo lavorare ancora un pò.

A parte questo, il primo risultato macro (sempre col beneficio di inventario, visto che non ho ancora testato il sistema in governor...) che emerge è l'enorme differenza di assorbimento di corrente tra chi vola con curve piatte (governor) e chi invece, come me finora, senza governor (e con curve a V): l'assorbimento di corrente in quest'ultimo caso può essere diverse volte superiore, al crescere della rapidità della manovra (stick throttle).

Un esempio relativo al Protos 500: secondo il simulatore, dovrei assorbire max 35 amps in idle2-governor (anche con manovre rapide tipo completa escursione di passo in 0,3 sec (corrisponde ad un tick-tock veloce); se tento di fare la stessa manovra con curva 0.85 0,7 0.65 0,7 0.85, il picco di corrente arriva a superare gli 80 amps (che ovviamente il mio sistema elettrico non è in grado di dare, e l'heli si "siede".
Peggio, se tento un pitch pump da hovering in normal (thr: 62%, pitch 5,2°) fino a Thr: 90%, Pitch: 12° in 0.3 sec, assorbo oltre i 66 amps di picco (e questa è triste verità sperimentale a cui è seguito lo stacco dell ESC...); se faccio la stessa manovra in governor, con 30-35 me la cavo! e l'ESC ringrazia...

La spiegazione è che la coppia richiesta per riaccelerare il rotore in cosi poco tempo, che ha nel tempo della manovra perso qualche centinaio di RPM, è di gran lunga superiore a quella necessaria dal punto di vista aerodinamico per la portanza delle pale. Ovviamente, finito il transitorio, gli assorbimenti tornano gli stessi.
E' altresi ovvio che se mettessi una curva piatta al 100%, ridurrei il problema; però il rotore, nell'intorno del passo zero, andrebbe in fuga; se usassi una curva piatta ridotta, diciamo all'85%, non riuscirei a far erogare il max dal motore (il governor mitiga tutto ciò, mantenendo i giri costanti indipendentemente dalla coppia assorbita e fornendo quindi extra coppia quando i giri calano, a parità di manetta).

Darò qualche concreta evidenza dopo il we se riesco a volare..